长周期防跑飞水文专用遥测终端机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种长周期防跑飞水文行业专用遥测终端机，特别是一种应用于无人值守、高可靠通讯的长周期防跑飞水文专用遥测终端机。
【背景技术】
[0002]中央水利工作会议提出，突出加强薄弱环节建设。加快山洪灾害防治，加快抗旱水源建设，全面提高城市防洪排涝能力，从整体上提高抗御洪涝灾害能力和水平。用5年时间基本解决山洪地质灾害防治的突出问题。
[0003]目前国务院批复的《全国中小河流水文监测系统建设规划》，要求完善中小河流水文、水位雨量监测站点改建为重点，辅以必要的水情分中心配套完善建设，提高水文信息监测能力和山洪预警预报能力，为中小河流的水雨情防灾减灾提供决策依据。
[0004]有以上背景看出，研发高可靠的水文遥测终端机已刻不容缓！
[0005]水文专用遥测终端机能接收来自水位采集电路的输出信号，按照一定格式记录存储处理，并根据发送等级送GPRS/SMS数据，供远端监测中心判断现地的水位情况。
[0006]水文专用遥测终端机主要实现了对水位的定时采集，并通过公网无线GPRS/SMS网络通道，发送相关的信息；它通过主动发送定时报文，使监测中心对现地的终端机工作状态有个认知，在需要报送水位时候加报信息。水文专用遥测终端机工作在休眠模式下，定时到的时候，会唤醒水文专用遥测终端机工作，采集水位信息。当水位的变幅数值达到发送门槛时候，会启动发送GPRS/SMS程序；同时会形成历时记录，存储在掉电不挥发的存储器件里，进而达到了装置的基本功能要求。
[0007]在实现上述功能时，目前市场上的水文专用遥测终端机硬件上在做数据发送电路、装置防跑飞电路处理时，通常采用以下方式:
[0008]1、装置通讯回路发送数据的时候采用单一信道的发送处理。
[0009]2、装置没有采用防跑飞专用电路或者没有采用长周期防跑飞专用电路。
[0010]同样这几种方式的选择也伴随着出现了相应的问题:
[0011]1、不能可靠的发送数据信息，特别是在无线信号强度小于15的时候。
[0012]2、没有防跑飞的专用电路，在装置电压不稳(包括上/断电情况)、温度异常和程序异常时，装置死机(异常)的几率较大。
[0013]3、由于没有长周期防跑飞的专用电路，在休眠周期内(6分钟)需要多次唤醒CPU，处理防跑飞电路，使其不会溢出，这样会出现CPU多次唤醒，不能有效的降低功耗。
[0014]注:6分钟周期是水文行业采集水位的要求。
【实用新型内容】
[0015]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种应用于水文监测的终端机，超低功耗、发送数据可靠，装置稳定可靠的新型遥测终端机。
[0016]本实用新型所采用的技术方案是:由无线GPRS/SMS通讯电路、太阳能充放电电路、水位采集电路、长周期防跑飞电路、超低功耗CPU电路构成，其中超低功耗CPU电路与无线GPRS/SMS通讯电路互相有输入、水位采集电路输出到超低功耗CPU电路、超低功耗CPU电路与太阳能充放电电路互相有输入、超低功耗CPU电路与长周期防跑飞电路互相有输入，其长周期防跑飞电路由U1电路、第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5组成，单片机信号控制从WDI输入到U1的1脚，同时把第一电阻R1上拉到VCC网络上，U1电路信号从2脚OUT输出到单片机去，同时把第二电阻R2上拉到VCC网络上，U1电路的5脚和第三电阻R3相连接，第三电阻R3另一端和U1电路的3脚相连，均接到GND这个网络上，U1电路的4脚接VCC电源上，第五电阻R5 —端接VCC，另一端接U1的6脚，第五电阻同时与第四电阻R4相连，第四电阻R4的另一端接GND网络上。
[0017]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过采用无线主信道GPRS及备信道SMS，对通讯大大提高监视的可靠性，同时可以方便随时随地查看状况，且降低了通讯的成本。通过采用长周期防跑飞电路避免了在电源电压不稳、温度异常和程序异常造成的死机(异常)现象、避免了在装置的休眠周期内需要多次唤醒CPU，达到进一步降低功耗的目的。本系统集电力系统、电子技术、自动化、无线通讯、模拟电路运用之大成，以电子技术和网络技术为依托，面对系统通盘设计、优化功能和简化系统，用分散、分布式结构实现面向对象的思想。可在恶劣严酷的野外环境下(如高低温、震动、无线信号弱、雷电干扰等)长期可靠地工作运行。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型产品原理框架图；
[0019]图2为无线GPRS/SMS通讯电路图；
[0020]图3为长周期防跑飞专用电路图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0022]如图1所示，长周期防跑飞水文专用遥测终端机，由无线GPRS/SMS通讯电路、太阳能充放电电路、水位采集电路、长周期防跑飞电路、超低功耗CPU电路构成，其中超低功耗CPU电路与无线GPRS/SMS通讯电路互相有输入、水位采集电路输出到超低功耗CPU电路、超低功耗CPU电路与太阳能充放电电路互相有输入、超低功耗CPU电路与长周期防跑飞电路互相有输入。
[0023]如图3所示，其长周期防跑飞电路由U1电路、第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5组成，单片机信号控制从WDI输入到U1的1脚，同时把第一电阻R1上拉到VCC网络上，U1电路信号从2脚OUT输出到单片机去，同时把第二电阻R2上拉到VCC网络上，U1电路的5脚和第三电阻R3相连接，第三电阻R3另一端和U1电路的3脚相连，均接到GND这个网络上，U1电路的4脚接VCC电源上，第五电阻R5 —端接VCC，另一端接U1的6脚，第五电阻同时与第四电阻R4相连，第四电阻R4的另一端接GND网络上。
[0024]无线GPRS/SMS通讯电路采用芯讯通公司模块，232电平接口芯片采用德州仪器公司232专用芯片，长周期防跑飞电路主芯片采用凌特公司芯片，超低功耗CPU电路主芯片采用微芯公司的PIC24F系列芯片。
[0025]本实用新型可应用于一种水文行业的专用遥测终端机。本方案增加使用主信道GPRS和备信道SMS电路，增强了无线通讯不可靠的弊端，通过德州仪器公司232芯片电平转换后，控制芯讯通的无线S頂900A通讯模块，实现随时随地可靠地传输方式。长周期防程序跑飞电路采用凌特公司防跑飞专用电路，防止装置电源不稳、温度异常和程序跑飞引起的死机(异常)现象且有效的降低整机的功耗。
[0026]1、无线 GPRS/SMS 通讯
[0027]目前市场上的同类产品在处理数据传输的时候通常采用单一的通讯方式。由于是无线信号，其必定存在信号强度弱的情况，而在信号强度在小于15的时候，就不能保证能100%的GPRS可靠传输，在这个时候，增加对信号强度要求更小的SMS (短信)方式，可以大大增加传输的可靠。
[0028]接线图如图2，芯片各管脚定义如下:
[0029]VCC:信号电源正
[0030]RXD:接收数据
[0031]TXD:发送数据
[0032]DTR:数据终端准备好
[0033]VSS:信号电源地
[0034]RING:振铃指示
[0035]SIM900A无线通讯模块是一款适用于工业环境运用的小体积(名片大小)，高性价比，支持中文短信息。超低功耗CPU电路通过串行接口电平转换芯片连接芯讯通的模块后，通过AT指令可以实现数据GPRS和SMS (短信)的收发。
[0036]2、长周期防跑飞电路
[0037]图3为增加的长周期防跑飞电路。图3工作原理为:
[0038]长周期防跑飞功能:在U1的1脚每间隔6分钟后，需要被异或(就是现在把现在状态取反)一次，否则，会在2脚输出低电平，复位单片机，这个功能被用作防跑飞功能。具体就是:单片机在正常工作状态的时候，在6分钟内，会有目的的异或U1的1脚一次，若没有在6分钟内异或一次，则说明程序跑向一个死循环，或者是死机，这时候U1的2脚OUT会自动输出低电平复位单片机，使程序恢复正常的轨道。
[0039]长周期:通过调节第四电阻R4，第五R5阻值，可以调节OUT这个输出的周期。最大可以到572分钟的输出周期。满足6分钟的定时周期。
[0040]改进之后的长周期防跑飞水文专用遥测终端机在通讯发送的可靠性和设备低功耗性能上有了大幅的提高。解决了水文专用遥测终端机在电源等异常因素下等的可靠性，同时降低了 CPU的不必要的唤醒，降低了功耗、通过主GPRS、备SMS两种信道的备用，大大提高了通讯的可靠性。
【主权项】
1.长周期防跑飞水文专用遥测终端机，其特征在于:由无线GPRS/SMS通讯电路、太阳能充放电电路、水位采集电路、长周期防跑飞电路、超低功耗CPU电路构成，其中超低功耗CPU电路与无线GPRS/SMS通讯电路互相有输入、水位采集电路输出到超低功耗CPU电路、超低功耗CPU电路与太阳能充放电电路互相有输入、超低功耗CPU电路与长周期防跑飞电路互相有输入，其长周期防跑飞电路由U1电路、第一电阻R1，第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5组成，单片机信号控制从WDI输入到U1的1脚，同时把第一电阻R1上拉到VCC网络上，U1电路信号从2脚OUT输出到单片机去，同时把第二电阻R2上拉到VCC网络上，U1电路的5脚和第三电阻R3相连接，第三电阻R3另一端和U1电路的3脚相连，均接到GND这个网络上，U1电路的4脚接VCC电源上，第五电阻R5 —端接VCC，另一端接U1的6脚，第五电阻同时与第四电阻R4相连，第四电阻R4的另一端接GND网络上。
【专利摘要】本实用新型涉及长周期防跑飞水文专用遥测终端机，由无线GPRS/SMS通讯电路、太阳能充放电电路、水位采集电路、长周期防跑飞电路、超低功耗CPU电路构成，其中超低功耗CPU电路与无线GPRS/SMS通讯电路互相有输入、水位采集电路输出到超低功耗CPU电路、超低功耗CPU电路与太阳能充放电电路互相有输入、超低功耗CPU电路与长周期防跑飞电路互相有输入，本实用新型的有益效果为：可在恶劣严酷的野外环境下(如高低温、震动、无线信号弱、雷电干扰等)长期可靠地工作运行。
【IPC分类】G01F23/00
【公开号】CN204988420
【申请号】CN201520424493
【发明人】李俊岭, 周振华, 廖小瑞, 韩建利, 黄啸, 刘宇, 旷世希, 冯樵
【申请人】安徽沃特水务科技有限公司, 廖小瑞
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年6月12日